Au regard des enjeux environnementaux liés à la pollution des ressources en eau, le présent travail de thèse s’inscrit dans le développement de procédés durables de traitement des eaux. Il porte sur l’évaluation d’une biomasse agricole utilisée dans l’élaboration d’un photocatalyseur,ainsi que sur l’étude expérimentale d’une approche de photocatalyse efficace pour l’élimination des polluants organiques en milieu aqueux dans une perspective écologique et économique. Les photocatalyseurs ZnO et ZnO/CA ont été synthétisés, le CA a été préparé à partir de noyaux d’olive locaux provenant de la région ouest d’Algérie. L’ensemble des matériaux a été caractérisé à l’aide des différentes techniques d’analyse, telles que la diffraction de rayons X (DRX), spectroscopie Infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie à dispersion d’énergie des rayons X (EDS) et l’analyse de la surface spécifique par la méthode de Brunauer–Emmett–Teller (BET). La photodégradation du bleu de méthylène (BM) par la photocatalyse hétérogène a été étudiée en utilisant le composite ZnO/CA dans différents systèmes sous irradiation artificielle et solaire, en optimisant les paramètres expérimentaux influençant le taux de dégradation. Le système BM/ZnO/CA soumis à l’irradiation solaire a permis d’atteindre le taux d’élimination le plus élevé (100%) en 90 min, comparativement aux procédés sous irradiation UV à 365 nm, à savoir la photocatalyse et sonophotocatalyse, qui ont respectivement abouti à des taux d’élimination de 71 et 84 %. L’utilisation d’inhibiteurs des espèces réactives a permis de mettre en évidence les mécanismes réactionnels à chaque procédé. Les radicaux superoxyde (O2•ˉ) ont été identifiés comme les principales espèces responsables de l’activité oxydante du composite ZnO/CA, tandis que le procédé sonophotocatalyse associe de manière synergique la production sonolytique de radicaux •OH, créant ainsi une voie de dégradation plus efficace que les procédés séparément.